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金屬材料是目前應(yīng)用最為廣泛的工程材料，尤其是鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金中的鋁及鋁合金、銅及銅合金、欽及欽合金應(yīng)用更為廣泛。
(一)鋼
鋼主要是由鐵和碳元素組成的合金。合金是指由一種金屬元素與一種或幾種金屬元素或非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。組成合金的最基本的、獨(dú)立的單元為組元，簡(jiǎn)稱(chēng)元。合金中的組元可以是化學(xué)元素，也可以是化合物。如普通碳鋼和鑄鐵都是由鐵元素和碳元素組成的二元合金。在鐵元素和碳元素組成的二元合金中，含碳量小于0.02%的鐵碳合金稱(chēng)為工業(yè)純鐵，含碳量0.02%-2.11%的鐵碳合金稱(chēng)為鋼，含碳量2. 11 %-6. 69%的鐵碳合金稱(chēng)為鑄鐵。由鐵元素和碳元素組成的鋼稱(chēng)為碳鋼。為了提高某些性能，在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一些元素，就成為合金鋼，加的入元素稱(chēng)為合金元素。
依據(jù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不同，鋼的分類(lèi)方法有多種。如按化學(xué)成分不同，分為碳素鋼和合金鋼。
碳素鋼按含碳量又可分為低碳鋼(含碳魚(yú)小于0.25%)、中碳鋼(含碳量為0.25%~0.6%)、高碳鋼(含碳量大于0. 6%);合金鋼按合金元素含量也可分為低合金鋼(合金元素含量小于5%)、中合金鋼(合金元素含量為5%-10%)、高合金鋼(合金元素含量大于10%)，按鋼的質(zhì)量等級(jí)分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，按鋼的主要用途可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼、專(zhuān)業(yè)用鋼等。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13304-1991《鋼分類(lèi)》是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的。鋼的分類(lèi)分為按化學(xué)成分分類(lèi)和按主要質(zhì)量等級(jí)和主要性能及使用特性分類(lèi)兩部分。
1.結(jié)構(gòu)鋼
結(jié)構(gòu)鋼是品種最多、用途最廣、使用量最大的一類(lèi)鋼，按其主要用途一般分為工程結(jié)構(gòu)用鋼和機(jī)械制造用鋼(或機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼)兩大類(lèi)。
工程結(jié)構(gòu)用鋼主要用于各種工程結(jié)構(gòu)(如建筑、橋梁、船舶、石油化工，壓力容器等)和機(jī)械產(chǎn)品中要求不高的結(jié)構(gòu)零件，大多是普通質(zhì)量鋼，其冶煉較簡(jiǎn)單，成本低廉，工藝性能優(yōu)良，可滿足工程結(jié)構(gòu)大量用鋼的需要。
機(jī)械制造用鋼主要用于制造各種機(jī)械零件(如軸、齒輪、彈簧、軸承等)，通常是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，性能要求一般比工程結(jié)構(gòu)鋼高，通常須經(jīng)熱處理后使用。此類(lèi)鋼按其主要用途、熱處理和性能特點(diǎn)不同，可分為表面硬化鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼等。
(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼
①普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼碳含量較低，一般為0.06%-0.38%，對(duì)性能要求及硫、磷和其他殘余元素含量的限制較寬。大多用作工程結(jié)構(gòu)鋼，一般是熱軋成鋼板或各種型材如圓鋼、方鋼，工字鋼、鋼筋等，少部分也用于要求不高的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼主要保證力學(xué)性能，所以其牌號(hào)首先體現(xiàn)了力學(xué)性能。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服極限的“屈”字的漢語(yǔ)拼音首位字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等部分組成。其中，質(zhì)量等級(jí)A, B, C, D表示鋼材質(zhì)量等級(jí)的不同，含硫、磷量依次降低，質(zhì)量依次提高;脫氧方法用F(沸騰鋼)、B(半鎮(zhèn)靜鋼)、Z(鎮(zhèn)靜鋼)和TZ(特殊鎮(zhèn)靜鋼)表示，牌號(hào)中“Z”和“TZ'，可以省略。如Q235A表示屈服極限為235MPa、質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)的碳素結(jié)構(gòu)鋼。
②優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于機(jī)械制造，必須同時(shí)保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。其牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示鋼中碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為萬(wàn)分之幾。如45表示平均含碳量為0.45%。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的硫、磷含量較低，一般不大于0.035%,綜合力學(xué)性能優(yōu)于普通碳素鋼，為充分發(fā)揮其性能潛力，一般須經(jīng)熱處理后使用。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼用途廣泛，如用于制造沖壓件、焊接件、螺釘、螺母、高壓法蘭、齒輪、軸類(lèi)、連桿等。
(2)低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼是在普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上添加合金元素而得到的，合金元素總量不超過(guò)5%.添加的合金元素主要是錳，輔加合金元素為釩、欽、鋁等。少量合金元素的加人提高了鋼的性能:提高了強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度一般在300MPa以上;有足夠的塑性和韌性，有良好的焊接性和冷塑性加工性能。低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)體現(xiàn)其力學(xué)性能，如Q420表示屈服強(qiáng)度為420MPa。低合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造橋梁、船舶、車(chē)輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型結(jié)構(gòu)等。
(3)合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造各種機(jī)械零件，其質(zhì)量等級(jí)都屬于特殊質(zhì)量等級(jí)，大多須經(jīng)熱處理后才能使用。合金結(jié)構(gòu)鋼按用途及熱處理特點(diǎn)可分為滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼、超高強(qiáng)度鋼等。
合金鋼的牌號(hào)按照含碳量及所含合金元素的種類(lèi)(元素符號(hào))和含量來(lái)編制。一般牌號(hào)的首位數(shù)字表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼以萬(wàn)分?jǐn)?shù)計(jì)，對(duì)于工具鋼以千分?jǐn)?shù)計(jì)。當(dāng)鋼中某種合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%時(shí)，牌號(hào)中只標(biāo)出元素符號(hào)，不標(biāo)明含量;當(dāng)元素含量為1.5%-2.5%, 2.5%-3.5%"…時(shí)，在該元素后用整數(shù)2, 3...…標(biāo)出其近似含量(如合金彈簧鋼60Si2Mn)。滾動(dòng)軸承鋼的牌號(hào)前面以“G"(“滾”字漢語(yǔ)拼音字首)為標(biāo)志，之后為鉻元素符號(hào)Cr，其含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以千分之幾表示，其余與合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)規(guī)定相同(如GCr15SiMn鋼)。
2.工具鋼
工具鋼是用于制造刃具、模具、量具等各類(lèi)工具的鋼種。按化學(xué)成分可分為碳素工具鋼和合金工具鋼兩大類(lèi)。合金工具鋼適用于截面尺寸大、形狀復(fù)雜、承載能力高且要求熱穩(wěn)定性好的工具。合金工具鋼按工具的使用性質(zhì)和主要用途又可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼3類(lèi)，但這種分類(lèi)的界限并不嚴(yán)格，因?yàn)槟承┕ぞ咪?如低合金工具鋼CrWMn)既可做刃具，又可做模具和量具。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)分析只要某種鋼能滿足某種工具的使用需要，即可用于制造該種工具。
(1)碳素工具鋼碳素工具鋼是高碳鋼，其牌號(hào)用“碳”字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母T及數(shù)字表示，數(shù)字代表碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為千分之幾。如T8表示碳素工具鋼的平均含碳量為0.8%,碳素工具鋼雖然價(jià)格低廉、加工容易，但綜合力學(xué)性能不高，因此多用于手動(dòng)工具或低速機(jī)用工具，如扁鏟、手鉗、大錘、沖頭、沖模、絲錐、銼刀、刮刀、鉆頭等。
(2)合金工具鋼合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加人適量的合金元素的鋼種，可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼。
當(dāng)碳含量小于1.o%時(shí)，合金工具鋼牌號(hào)前的數(shù)字(一位數(shù))表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為千分之幾，當(dāng)碳含量大于1.0%時(shí)，牌號(hào)前不標(biāo)數(shù)字，后面的元素符號(hào)及數(shù)字表示合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
①刃具鋼刃具鋼主要用來(lái)制造車(chē)刀、銑刀、鉆頭等切削刀具.刃具鋼要有高的硬度、耐磨性、熱硬性及足夠的韌性與塑性.刃具鋼有低合金工具鋼和高速工具鋼。
低合金工具鋼最高工作溫度一般不超過(guò)300'C，主要用于低速切削刀具.其化學(xué)成分含碳量為0.8%-1.50%，常加人的合金元素有鉻、錳、硅、鎢、釩等.常用的牌號(hào)有9Mn2V, 9SiCr, Cr06, CrWMn等.低合金工具鋼主要用于沖模、冷壓模、絲錐、板牙、鉸刀、拉刀、鉆頭、冷軋輥、量規(guī)及量具等。
高速工具鋼簡(jiǎn)稱(chēng)高速鋼，是一種高碳高合金工具鋼。由于它具有較高的熱硬性，當(dāng)切削溫度高達(dá)500-600℃時(shí)其硬度仍不降低，能以比低合金工具鋼更高的切削速度進(jìn)行切削，故稱(chēng)高速鋼。其化學(xué)成分含碳量一般為0.7%-1.50%，常加人的合金元素有鎢、鉻、鋁、釩等，常用的牌號(hào)有W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, W6MoSCr4V2A1, W1OMo4Cr4V3AI等。
高速工具鋼主要用于制造較高速度切削的刃具，如車(chē)刀、刨刀、鉆頭、銑刀、插齒刀、鉸刀、滾刀、拉刀等。
②模具鋼模具鋼是用來(lái)制造使金屬產(chǎn)生塑性變形所用模具的鋼材，根據(jù)條件的不同，分為冷作模具鋼和熱作模具鋼。
冷作模具鋼工作溫度最高在200-300℃之間。該鋼種要有高的硬度和耐磨性，以保證模具的形狀和尺寸不變;要有高的強(qiáng)度和足夠的韌性，以保證工作時(shí)承受壓力、彎曲力、沖擊力等而不易斷裂。冷作模具鋼的含碳量較高，一般在1.00%以上，有時(shí)高達(dá)2.00%。常加入的合金元素有鉻、鉑、釩等。尤其是鉻，其含量有時(shí)高達(dá)12%。常用的牌號(hào)有T10A,9Mn2V, CrWMn, Cr12, Cr12MoV等。冷作模具鋼主要用于制造拉絲模、冷沖壓模、沖頭、粉末冶金模等。
熱作模具鋼工作溫度最高可在300℃以上。該鋼種要有一定的硬度和耐磨性，在高溫下有高的強(qiáng)度和足夠的韌性，有良好的導(dǎo)熱性、抗氧化性及耐熱疲勞性。熱作模具鋼的含碳在0.30%-0.60%之間，常加人的合金元素有鉻、鎳、錳、鋁、鎢、釩等。常用的牌號(hào)有5CrMnMo, 5CrNiMo, 3Cr2W8V等。熱作模具鋼主要用于制造中型鍛模、大型鍛模、高應(yīng)力壓模、熱壓模等。
③量具鋼量具鋼在使用過(guò)程中與被測(cè)工件接觸，受到磨損和碰撞，一般不承受大的載荷。該鋼種要有高的硬度和耐磨性，以保證在使用過(guò)程中不會(huì)很快磨損;有高的尺寸穩(wěn)定性，以保證在使用和存放過(guò)程中形狀和尺寸不發(fā)生變化，保持其精確性;有一定的韌性，以免在使用過(guò)程中受到?jīng)_擊而損壞.量具鋼的含碳量在0.90%～1.50%之間，常加人的合金元素有鉻、錳，鎢等。量具鋼沒(méi)有專(zhuān)用鋼。簡(jiǎn)單的量具常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造簡(jiǎn)單平樣板、卡規(guī)、大型量具等;也可用碳素工具鋼，如T10, T12等，主要用于制造低精度塞規(guī)、塊規(guī)、卡尺等。復(fù)雜的、精確度要求高的量具常用合金鋼，如CrWMn, Cr2及4Cr13, 9Cr18等，主要用于制造高精度量規(guī)、高精度塊規(guī)、形狀復(fù)雜的樣板及耐腐蝕的量具等。
3.不銹鋼
不銹鋼屬于特殊性能鋼，通常是不銹鋼(耐大氣、蒸汽和水等弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼)和耐酸鋼(耐酸、堿、鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼)的統(tǒng)稱(chēng)，全稱(chēng)不銹耐酸鋼，廣泛用于化工、石油、衛(wèi)生、食品、建筑、航空、原子能等行業(yè)。其性能要求是:①要有優(yōu)良的耐蝕性。耐蝕性是不銹鋼最重要的性能，但其耐蝕性對(duì)介質(zhì)具有選擇性。某種不銹鋼在特定的介質(zhì)中具有耐蝕性，而在另一種介質(zhì)中則不一定耐蝕.③要有合適的力學(xué)性能。③要有良好的工藝性能，如冷塑性加工性能、切削加工性能、焊接性等。
不銹鋼的牌號(hào)與合金工具鋼基本相同。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.o8緯及小于0.03%時(shí)，在牌號(hào)前分別冠以“0”及“00”。
不銹鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加人一些耐腐蝕的合金元素形成的，其含碳量較低，有的要求小于0.03%，加人的合金元素主要是鉻和鎳。鉻是不銹鋼中最基本的合金元素，主要作用是提高鋼的耐蝕性。在氧化性介質(zhì)中，鉻能使鋼表面形成一層牢固而致密的氧化物，使鋼基本受到保護(hù)，鉻在鋼中能顯著提高鋼的電極電位，電極電位的提高不是漸變，而是突變，當(dāng)鉻含量達(dá)到12%時(shí)，電極電位突然增加，因此不銹鋼中的含鉻量均在13%以上。一定量的鎳和鉻配合，斌予鋼良好的耐蝕性、強(qiáng)度和韌性。不銹鋼按成分可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼。如1Cr13, 2Cr13主要用于制造汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥、不銹設(shè)備用螺栓螺母等，lCr17主要用于制造建筑內(nèi)裝飾品、重油燃燒部件、家用電器部件、硝酸吸收塔、稀硝酸換熱器等，lCrl7Ni2主要用于制造具有較高強(qiáng)度的耐硝酸及有機(jī)酸腐蝕的零件、容器、設(shè)備等，OCrl8Nil2MoTi主要用于制造耐硫酸、硝酸、醋酸的設(shè)備。
(二)鑄鐵
鑄鐵是應(yīng)用廣泛的一種鐵碳合金材料，基本上以鑄件形式使用。當(dāng)鑄鐵中的碳主要以Fe3 C即滲碳體形式存在時(shí)，鑄鐵斷口呈銀白色，故稱(chēng)為白口鑄鐵。白口鑄鐵具有硬而脆的基本特性，在沖擊載荷不大的情況下可作為耐磨材料使用，除此用途不大。當(dāng)碳主要以石墨形式存在時(shí)，鑄鐵斷口呈暗灰色，故稱(chēng)為灰口鑄鐵?；铱阼T鐵是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的鑄鐵。灰口鑄鐵可根據(jù)石墨的形態(tài)進(jìn)行分類(lèi)：具有片狀石墨的鑄鐵為灰鑄鐵，具有球狀石墨的鑄鐵為球墨鑄鐵，具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵為可鍛鑄鐵，具有蠕蟲(chóng)狀石墨的鑄鐵為蠕墨鑄鐵，另外，在鑄鐵的基礎(chǔ)上加人一些合金元素，使之提高某些方面的性能，就成了合金鑄鐵。
1.灰鑄鐵
灰鑄鐵是價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛的鑄鐵材料.灰鑄鐵強(qiáng)度較低、塑性差，但由于石墨的潤(rùn)滑作用，具有良好的切削性和耐磨性.其化學(xué)成分一般為:含碳量2.70%～4.00%，含硅量1.00%～3.00%，含錳量0.25%～1. 00%，含磷量0.05%～0.50%，含硫量0.02%～0.20%，其中錳、磷、硫總含量一般不超過(guò)2.00%。
中國(guó)灰鑄鐵的牌號(hào)用“HT”和其后的一組數(shù)字表示。"HT'，表示“灰鐵”二字的漢語(yǔ)拼音字首；后面的數(shù)字為最低抗拉強(qiáng)度，單位為MPa。灰鑄鐵有HT100、 HT150、HT200, HT25'0., HT300,' .HT350六種一。HT100主要用于制造承受低載荷的和不重要的零件，如蓋、外罩、手輪、支架、’重錘等；HT-15'0適用于制造承受中等載荷的零件，如支柱、底座、齒輪箱、刀架、閥體、管路附件等；HT200, HT250適合于制造承受較大載荷的和重要的零件，如汽缸、體、齒輪、飛輪、缸套、活塞、聯(lián)軸器、軸承座等；HT300 1-1T350適用于制造承受高載荷的重要零，件，如齒輪、凸輪、高壓油缸、授閥殼體等。
2.球墨鑄鐵
球墨鑄鐵是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，綜合性能接近于鋼。它不僅有較高的強(qiáng)度，而且有一定的塑性。其化學(xué)成分一般為:含碳量3.60%-3.90%，含硅量2. 00%-2. 80%，含錳量0.60%--0.80%，含磷量小于0.10%，含硫量小于0.07%，中國(guó)球墨鑄鐵牌號(hào)由“QT”加上兩組數(shù)字組成?！癚T”表示“球鐵”二字的漢語(yǔ)拼音字首，其后兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度和最低斷后伸長(zhǎng)率。如QT400-15表示抗拉強(qiáng)度為400MPa，伸長(zhǎng)率為15%, QT400-18、QT400-15主要用于制造承受沖擊、振動(dòng)的零件，如汽車(chē)、拖拉機(jī)的輪毅、差速器殼，農(nóng)機(jī)具零件，中低壓閥門(mén)，壓縮機(jī)上的高低壓汽缸等;QT600-3, QT.700-2, QT800-2主要用于制造承受載荷大、受力復(fù)雜的零件，如拖拉機(jī)、柴油機(jī)中的曲軸、連桿、凸輪軸，各種齒輪，部分機(jī)床的主軸、蝸桿、蝸輪、軋鋼機(jī)的軋輥、大齒輪及大型水壓機(jī)的工作缸、缸套、活塞等。
3.合金鑄鐵
合金鑄鐵是在普通鑄鐵的基礎(chǔ)上加入一定量的合金元素后具有特殊性能的鑄鐵，又稱(chēng)特殊性能鑄鐵。根據(jù)性能的特點(diǎn)，合金鑄鐵可分為耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵和耐蝕鑄鐵。
耐磨鑄鐵就是不易磨損的鑄鐵，又可分為減摩鑄鐵和抗磨鑄鐵.具有較小摩擦因數(shù)的鑄鐵稱(chēng)減摩鑄鐵.減摩鑄鐵的含磷量為0. 30%.-0. 60%，并可主要加人鉻、鋁、鎢、銅、欽、釩等合金元素。減摩鑄鐵通常在有潤(rùn)滑條件下工作，主要用于制造機(jī)床導(dǎo)軌、汽缸套、活塞環(huán)等。在無(wú)潤(rùn)滑劑干摩擦條件下工作的耐磨鑄鐵稱(chēng)抗磨鑄鐵。這類(lèi)鑄鐵通常以普通白口鑄鐵為主，加人鉻、鑰、釩、銅、硼等合金元素而得到，主要用于制造犁樺、軋輥.、球磨機(jī)零件等。
耐熱鑄鐵是可以在高溫條件下使用、抗氧化性或抗生長(zhǎng)性能良好的鑄鐵，主要加人鉻、硅、鋁等合金元素。中國(guó)多來(lái)用加硅和加硅、鋁耐熱鑄鐵，主要用于制造加熱爐附件，如爐底板、煙道擋板、傳遞鏈構(gòu)件等。
耐蝕鑄鐵主要是指在酸、堿條件下有一定的抗腐蝕能力，主要加人鉻、硅、相、銅、鎳、鋁等合金元索的鑄鐵。耐蝕鑄鐵主要用于制造化工機(jī)械設(shè)備，如容器、管道、泵、閥門(mén)等。
(三)有色金屬及其合金
1.鋁及鋁合金
純鋁具有銀白色金屬光擇，密度為2720kg/m3，熔點(diǎn)為660'C，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，其導(dǎo)電性?xún)H次子銀和銅。純鋁在空氣中易氧化，表面形成一層能阻止內(nèi)層金屬繼續(xù)被氧化的致密的氧化膜，因此具有良好的抗大氣腐蝕性能。純鋁無(wú)磁性，有極好的塑性、較低的強(qiáng)度和良好的低溫性能。.冷變形加工可提高其強(qiáng)度，但會(huì)降低其塑性。純鋁具有優(yōu)良的工藝性能，易于鑄造、切削和冷、熱壓力加工，還具有良好的焊接性能。
純鋁的強(qiáng)度和硬度很低，不適宜作為工程結(jié)構(gòu)材料使用。’向鋁中加人適量硅、銅、鎂、鋅、錳等元素組成鋁合金，可提高其強(qiáng)度和硬度等性能。
(三)有色金屬及其合金
1.鋁及鋁合金
純鋁具有銀白色金屬光擇，密度為2720kg/m3，熔點(diǎn)為660'C，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，其導(dǎo)電性?xún)H次子銀和銅。純鋁在空氣中易氧化，表面形成一層能阻止內(nèi)層金屬繼續(xù)被氧化的致密的氧化膜，因此具有良好的抗大氣腐蝕性能。純鋁無(wú)磁性，有極好的塑性、較低的強(qiáng)度和良好的低溫性能。.冷變形加工可提高其強(qiáng)度，但會(huì)降低其塑性。純鋁具有優(yōu)良的工藝性能，易于鑄造、切削和冷、熱壓力加工，還具有良好的焊接性能。
純鋁的強(qiáng)度和硬度很低，不適宜作為工程結(jié)構(gòu)材料使用?！蜾X中加人適量硅、銅、鎂、鋅、錳等元素組成鋁合金，可提高其強(qiáng)度和硬度等性能。
(2)鑄造鋁合金鑄造鋁合金主要有Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系四種。
Al-Si系鑄造鋁合金俗稱(chēng)硅鋁明，為進(jìn)一步提高鋁硅合金的強(qiáng)度，可在合金中加人有關(guān)合金元素制成特殊硅鋁明。硅鋁明鑄造性能好，密度小，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能，應(yīng)用比較廣泛。簡(jiǎn)單硅鋁明強(qiáng)度較低，用于制造形狀復(fù)雜但強(qiáng)度要求不高的鑄件，如電機(jī)、儀表殼體等:特殊硅鋁明用于制造低、中強(qiáng)度的形狀復(fù)雜的鑄件，如汽缸體、葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞等。
Al-Cu系鑄造鋁合金有較高的強(qiáng)度、耐熱性，但密度大，耐蝕性差，鑄造性能差。主要用于制造在較高溫度下工作的要求高強(qiáng)度的零件，如內(nèi)燃機(jī)汽缸頭、增壓器導(dǎo)風(fēng)葉輪等。
Al-Mg系鑄造鋁合金的耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度小，但鑄造性能差，耐熱性低，主要用于制造在腐蝕介質(zhì)下工作的承受一定沖擊載荷的形狀較為簡(jiǎn)單的零件，如艦船配件、氨用
泵體等。
Al-Zn系鑄造鋁合金鑄造性能好，強(qiáng)度較高，但密度大，耐蝕性較差.主要用于制造受力較小、形狀復(fù)雜的汽車(chē)、飛機(jī)、儀表零件等。
2.銅及銅合金
純銅外觀呈紫色，故稱(chēng)紫銅，密度為8960kg/m3，熔點(diǎn)為1083'C，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性?xún)?yōu)良。純銅在大氣、淡水中具有良好的耐蝕性，但在海水中耐蝕性較差。純銅強(qiáng)度較低，硬度
不高，塑性很好，有優(yōu)良的焊接性能。純銅一般不直接用作結(jié)構(gòu)材料，主要用途是配制銅合金，以用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐蝕器材等。
向銅中加人適量鋅、錫、鋁、錳等元素組成銅合金，可提高其強(qiáng)度和硬度等性能，銅合金按化學(xué)成分分為黃銅、青銅和白銅三大類(lèi)。
<1)黃銅黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金，Cu-Zn二元合金稱(chēng)為普通黃銅。在普通黃銅中，隨著含鋅量的增加，其強(qiáng)度和塑性增加，含鋅量大于39腸時(shí)，塑性急劇下降，若繼續(xù)增加含鋅量，強(qiáng)度急劇下降，故而工業(yè)黃銅中的含鋅量不超過(guò)47%。普通黃銅不僅有良好的力學(xué)性能、耐蝕性能和加工性能，而且價(jià)格也較純鋼便宜，生產(chǎn)中用于制造機(jī)器零件。
為進(jìn)一步提高普通黃銅的某些性能，可加人一些合金元素形成特殊黃銅。如加鉛可提高切削加工性和耐磨性，加錫可提高耐蝕性，加鋁可提高強(qiáng)度、硬度和耐蝕性等。
普通黃銅的牌號(hào)用“黃”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母“H”加數(shù)字表示，數(shù)字代表銅的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)。如H68表示含銅量為68%、含鋅量為32%的普通黃銅。特殊黃銅在“H”之后標(biāo)以主加元素的化學(xué)符號(hào)與銅、合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)。如HPb59-1表示特殊黃銅，含銅量為59%，含鉛量為1%，其余為含鋅量‘鑄造黃銅的牌號(hào)由“鑄”字漢語(yǔ)拼音的首字母“Z", Cu、主加元素的化學(xué)符號(hào)及其平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成，如ZCuZn16Si4表示鑄造黃銅，含銅量為80%，含鋅量為16%，含硅量為4寫(xiě)。
H68, H70, H80主要用做彈殼和精密儀器等;H59, H62主要用做水管、油管、散熱器、螺釘?shù)?HPb59-1, HSn90-1主要用做冷凝管、齒輪、螺旋槳、鐘表零件等。鑄造黃銅主要用于制造一般用途結(jié)構(gòu)件、機(jī)械制造業(yè)的耐蝕零件等。
(2)青銅青銅原指銅與錫的合金，現(xiàn)除了黃銅和白銅外，銅與其他元素組成的合金均稱(chēng)青銅。按其化學(xué)成分的不同，青銅分為錫青銅和無(wú)錫青銅兩大類(lèi)、錫青銅具有良好的耐蝕性、減摩性、抗磁性和低溫韌性，在大氣、海水、蒸汽、淡水及無(wú)機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在亞硫酸鈉、酸和氨水中的耐蝕性較差，主要用于制造彈性元件、耐磨零件、抗磁及耐蝕零件，如彈簧、軸承、齒輪、蝸輪、熱圈等。
無(wú)錫青銅種類(lèi)較多，由于各合金元素所起的作用不同，故而各有不同的性能，在實(shí)際生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。以鋁為主要加人元素的鋁青銅的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐熱性、耐蝕性都高于黃銅和錫青銅，主要用于制造齒輪、軸套、摩擦片、蝸輪、螺旋槳等。鐵青銅可得到高的強(qiáng)度、硬度、彈性極限、疲勞極限、耐磨性和耐蝕性，并具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，還不具有磁性，主要用于制造各種精密儀器、儀表的重要彈簧和其他彈性元件以及電焊機(jī)電極、防爆工具、航海羅盤(pán)等其他重要機(jī)件。
青銅的牌號(hào)以“青”字漢語(yǔ)拼音字母“Q'，加第一個(gè)主加元素符號(hào)及除銅以外的各元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示.如QZn4-3表示鋅青銅，含鑷量為生%，含鋅量為3%，其余為含銅量;QBe2表示鉸青銅，含被量為2%，其余為含銅量。鑄造青銅的牌號(hào)由“鑄”字漢語(yǔ)拼音字母“Z", Cu、主加元素的化學(xué)符號(hào)及其平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成。如ZCuSn6Zn6Pb3表示鑄造青銅，含錫量為6%，含鋅量為6%，含鉛量為3%，其余為含銅量。
(3)白銅白銅分為簡(jiǎn)單白銅和特殊白銅。簡(jiǎn)單白銅是Cu-Ni二元合金，它具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性能，優(yōu)良的冷、熱加工性能，主要用于制造在蒸汽和海水環(huán)境中工作的精密儀器、儀表零件和冷凝器、蒸餾器及熱交換器等，特殊白銅是在Cu-Ni二元合金基礎(chǔ)上添加鋅、錳等元素形成的，分別稱(chēng)為鋅白銅、錳白銅等。鋅白銅具有很高的耐蝕性、強(qiáng)度和塑性，成本也較低，適于制造精密儀器、精密機(jī)械零件、醫(yī)療器械等。錳白銅具有較高的電阻率、熱電勢(shì)和低的電阻溫度系數(shù)，用于制造低溫?zé)犭娕肌犭娕佳a(bǔ)償導(dǎo)線、變阻器和加熱器。
簡(jiǎn)單白銅的牌號(hào)用“白”字漢語(yǔ)拼音首字母“B”，加鎳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，如B5表示白銅，含鎳量為5%，其余為含銅量；特殊白銅的牌號(hào)用“白”字漢語(yǔ)拼音字母“B”加添加元素的化學(xué)符號(hào)及鎳、添加元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，如BMn40-5表示錳白、鋼，含鎳
量為40 %，含錳量為5%，其余為含銅量。
3.欽及欽合金
欽呈銀白色，密度4500kg/m3，熔點(diǎn)1668'C。純欽的強(qiáng)度低，但比強(qiáng)度(強(qiáng)度與密度之比)高，塑性及低溫性能好，耐蝕性很高。欽具有良好的壓力加工工藝性能，切削性能較差?！I(yè)純欽主要用于制造在350℃以下工作的石油化工用熱交換器、反應(yīng)器、艦船零件、飛機(jī)蒙皮等。
遠(yuǎn)和機(jī)電設(shè)備小編認(rèn)為在純欽中加入鋁、鋁、鉻、錳、釩等就形成欽合金，欽合金可分為a型、B型和(a+B)型。a型欽合金室溫強(qiáng)度低，但高溫強(qiáng)度高，具有良好的抗氧化性、焊接性和耐蝕性，主要用于制造導(dǎo)彈的燃料罐和超音速飛機(jī)的蝸輪、機(jī)匣等。B型鐵合金有較高的強(qiáng)度、優(yōu)良的沖壓性能，耐熱性和抗氧化性不高，性能不夠穩(wěn)定，’主要用于制造壓氣機(jī)葉片、軸、輪盤(pán)等重載荷旋轉(zhuǎn)件和飛機(jī)構(gòu)件等。(a+B)型欽合金是目前工業(yè)欽合金中應(yīng)用最廣泛的一種，這類(lèi)合金室溫強(qiáng)度很高，具有優(yōu)良的塑性，主要用于制造要求有一定高溫強(qiáng)度的發(fā)動(dòng)機(jī)零件，火箭、導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件等，鈦金鈦合金是一種新型的金屬材料，現(xiàn)已成為航空、石油、造船等工業(yè)重要的金屬材料。
